基于三萜、甾体骨架识别功能分子的设计、合成与性能研究

分子识别是生命过程中物质间最基本的作用之一，探索天然三萜和甾体结构在生物体内作为分子载体的作用和生物功能，发挥其手性结构的特殊识别功能以及在医用材料等方面的应用，具有重要的意义。本项目以具有独特立体结构、多修饰位点、良好生物相容性和生物活性的天然三萜、甾体类化合物为基本结构单元，设计合成各种钳型、环状以及二聚，三聚和多聚"分子伞"状独特新颖结构的三萜、甾体生物识别功能分子；结合物理手段和生物学方法（如：NMR，UV，MALDI-MS，FS，SEM，TEM，MTT 等），研究它们的结构与生物小分子（糖，核苷，氨基酸等），金属阳离子、阴离子的识别特性及其关系；进一步研究与特异功能生物大分子的相互作用(分子识别等) 及其机制；同时，建立有效的新型天然产物缀合物的合成新方法。为此类基于天然产物骨架缀合物作为新一代的功能分子提供理论依据，为设计新颖的药物载体和生物识别体系奠定物质基础。

以来源丰富的且具有独特立体结构、多修饰位点、生物相容性、及生物活性的天然三萜类化合物为基本结构单元，设计合成各种具有独特钳型、环状新颖结构的三萜生物缀合物，分别构建以新型天然产物手性骨架功能分子在离子、分子识别，及其联级识别体系，并对相关缀合物的组装性能的进行研究。主要研究取得以下研究成果：.１）新型具有离子，分子识别作用的三萜/甾体缀合物功能分子的合成与特性.通过化学方法，利用1,2,3-三氮唑的桥链的环状甘草次酸三萜二聚体，发现该化合物可以通过亚甲基上氢的离域选择性地与氟离子结合，通过其具有同样官能团的开环化合物进行比较，并对其可能的机理探讨。设计合成了同时具有π结构的氮杂环和氢键给体与授体为桥联的齐墩果酸单元的环状化合物和二聚胆甾酸结构的氮杂环和氢键给体与授体的环状化合物，发现了这类化合物同时对Hg+2和F-离子具有选择性识别。.２）.胆酸-香豆素，胆酸－希夫碱缀合物的设计、合成及识别性能.设计合成一系列以胆酸为骨架，分别缀合香豆素荧光基团、希夫碱、胸腺嘧啶、联二萘酚环状骨架的钳形分子，各缀合物分别表现出对Cu2+， Hg2+， Zn2+ 等不同离子的选择性识别，所形成的复合物能够在多种阴离子中选择性识别H2PO4-，手性氨基酸的Ｄ/Ｌ型差异性响应，从而实现甾体缀合物的联级识别。通过紫外滴定和荧光滴定实验，推测其中Cu2+， Zn2+的机理为H2PO4-将复合物中的M2+移除，形成难溶解的M3(PO4)2。可用作Cu， Zn2+和H2PO4-的选择性识别探针。另外，该类缀合物可与多种氨基酸相互作用使溶液荧光增强，因此，可以用作氨基酸的定量检测。.３）新型有机凝胶的合成、组装性能及其离子，分子响应性研究.以天然产物三萜和甾体为骨架，通过简单、高效的化学反应，合成新型的两亲性分子，在分子中引入亲水性基团，改变分子两亲性和水溶性，使三萜和甾体优先在水体系形成组装体，扩大其应用范围；在体系中引入响应性基团,合成了具有对氧化-还原响应的香豆素-胱胺-胆固醇缀合物，通过不同的刺激响应，实现分子对组装形貌的调控；对其不同组装形貌的形成机理进行探讨，为优化设计可控组装体系提供理论依据。.上述研究结果为天然产物骨架有机功能分子在医用材料及药物传递的潜在应用提供重要的依据。